纳米超级隔热材料及其最新研究进展

从分析纳米隔热材料的传热机理入手,指出微米/亚微米孔隙结构特征是决定其是否具有"超级隔热"性能的关键因素。以常温常压下热导率0.02 W/m.K为目标,利用理论计算方法获得了纳米超级隔热材料大孔孔隙尺寸及其所占体积分数的最大容限,并采用SiO2纳米隔热材料的测试结果进行了验证。以满足1 000℃以上使用要求作为目标,制备了1 200℃下结构稳定性良好的SiO2-Al2O3复合纳米超级隔热材料,采用自行研制的超低热导率测试样机对不同温度和压力条件下的热导率进行测试,并与石英灯加热法测评试样热导率的实验结果进行了对比。最后提出了本领域存在的其它难题,展望了纳米超级隔热材料的未来发展潜力。

纳米超级隔热材料的设计与制备

从纳米超级隔热材料的组成及微观结构角度分析了降低材料热导率的途径,提出了降低纳米超级隔热材料热导率的一般原则,制备了SiO2及SiO2-Al2O3纳米超级隔热材料并对材料的孔结构进行控制。结果表明:SiO2和SiO2-Al2O3纳米超级隔热材料具有均匀的多孔结构,Al2O3的加入提高了SiO2纳米超级隔热材料的热稳定性,且不会破坏材料的多孔结构,室温热导率仅为0.02 W/(m.K),提出了Al2O3改善SiO2纳米超级隔热材料热稳定性的机理。

压汞和气体吸附在纳米超级隔热材料孔隙结构表征中的应用研究

为探索纳米超级隔热材料孔隙结构表征方法,同时采用压汞和气体吸附对其进行了测试,以此研究了表征方法的适用性以及材料的孔隙结构。研究结果表明,材料在压汞测试中存在压缩破坏和进退汞两种机制,且压缩破坏阶段的孔径分布需要采用Euler定律获得;仪器的选择对气体吸附的测试结果有所影响;压汞和气体吸附在相同孔径范围内的测试结果相差较大;材料密度增加,气体吸附的孔容测得率增大且不同仪器之间的测试结果差别变小,与压汞结果逐渐接近;材料密度达到830kg/cm3时,仅采用Washburn方程就可以从压汞数据中获得孔径分布,且与气体吸附的测试结果相一致。

气凝胶材料隔热应用研究进展

气凝胶是一种具有高孔隙率、高比面积、低密度与低热导率的超级隔热材料,有着传统隔热材料无法比拟的隔热性能.通过文献调研,简要介绍了气凝胶的制备方法与隔热机理,归纳总结了气凝胶在航空航天、建筑、织物与新能源汽车动力电池领域的隔热应用,并对气凝胶的局限性和发展做出了总结和展望,以期对后续的相关研究提供帮助.